稻谷化學(xué)成分與酶水解能值和肉鴨真代謝能的相關(guān)關(guān)系

陳玉潔 李 燕 侯文乾 齊智利* 張宏福

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，呼和浩特 010018;2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，武漢 430070;3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193)

能量是畜禽主要營(yíng)養(yǎng)素，稻谷為南方主要經(jīng)濟(jì)作物，其中富含淀粉和能量，是畜禽重要的谷物能量來(lái)源，準(zhǔn)確評(píng)定稻谷代謝能是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)配方的前提。代謝能評(píng)定方法有許多種，較為一致的國(guó)內(nèi)外認(rèn)可的為Sibbald創(chuàng)立的排空強(qiáng)飼法［1-2］，此后，趙峰建立了用酶法測(cè)定定標(biāo)玉米的酶水解能 值 (enzymatic hydrolyzate gross energy，EHGE)［3-4］，即測(cè)定出定標(biāo)玉米的體外 EHGE，此方法快速、便捷，能很好地模擬動(dòng)物胃腸道消化狀況。常規(guī)化學(xué)成分預(yù)測(cè)真代謝能(true metabolizable energy，TME)法也有相關(guān)研究報(bào)道，齊智利等［5］用玉米化學(xué)成分估測(cè)了櫻桃谷肉鴨玉米TME，得出TME可用玉米總能(GE)、玉米中性洗滌纖維(NDF)來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，回歸方程決定系數(shù)達(dá)到0.940 3。賀建華等［6］通過(guò)對(duì)30個(gè)稻谷樣品常規(guī)化學(xué)成分、GE、體外消化能值的測(cè)定，得出稻谷消化能可由粗脂肪(EE)、無(wú)氮浸出物來(lái)預(yù)測(cè)，決定系數(shù)高達(dá)0.956。本試驗(yàn)旨在將以上3種方法進(jìn)行比較分析，并建立相關(guān)關(guān)系，得出相關(guān)回歸方程，為建立快速準(zhǔn)確地飼料代謝能評(píng)定方法提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 飼料原料的采集與制備

采集不同產(chǎn)地的8種稻谷樣品，以四分法取樣，粉碎過(guò)40目(淀粉類測(cè)定過(guò)100目)進(jìn)行常規(guī)化學(xué)成分測(cè)定和淀粉類測(cè)定，根據(jù)支鏈淀粉與直鏈淀粉的比值(amylopectin/amylose，AP/AM)，按平均值、平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(SD)、平均值±2SD為標(biāo)準(zhǔn)，篩選出5種代表性稻谷樣品(表1)。

表1 5種代表性稻谷樣品的來(lái)源及性質(zhì)Table 1 Sources and traits of 5 representative rice samples

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物

本試驗(yàn)以櫻桃谷肉鴨作為試驗(yàn)動(dòng)物，從湖北黃陂春江種鴨場(chǎng)購(gòu)買健康狀況良好、體重基本一致［(3.24±0.36)kg］的成年種公鴨40羽，每羽肉鴨在適應(yīng)1周環(huán)境后，進(jìn)行Adeola等［7］的鴨排泄物收集外科手術(shù)，剪掉肉鴨肛門周圍羽毛，縫合特制帶孔塑料瓶蓋，用對(duì)應(yīng)的無(wú)底塑料瓶套上特制優(yōu)質(zhì)塑料袋，在收集排泄物時(shí)，擰緊塑料瓶，收集糞尿混合樣本。

1.3 飼養(yǎng)管理

本試驗(yàn)在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)代謝室進(jìn)行，按強(qiáng)飼前期、強(qiáng)飼期、強(qiáng)飼后期、恢復(fù)期分別進(jìn)行管理，強(qiáng)飼前期和恢復(fù)期飼喂武漢正大飼料公司生產(chǎn)的肉鴨大鴨全價(jià)料，強(qiáng)飼期飼喂60 g代表性稻谷樣品，自由飲水，強(qiáng)飼后期不喂料、自由飲水。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)為單因子完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，40羽肉鴨隨機(jī)分成5組，每組8個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1羽肉鴨。第1組至第4組肉鴨在饑餓32 h后，強(qiáng)飼代表性稻谷樣品，強(qiáng)飼后收集36 h排泄物樣品;第5組為內(nèi)源測(cè)定組，不強(qiáng)飼飼料，直接饑餓68 h，自由飲水。

1.5 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)測(cè)定代表性飼料的常規(guī)化學(xué)成分，包括 GE、粗灰分(Ash)、NDF、粗蛋白質(zhì)(CP)、干物質(zhì)(DM)、EE 含量，測(cè)定方法參考彭?。?］;此外，測(cè)定代表性飼料樣品的總淀粉(TS)、直鏈淀粉(AM)、支鏈淀粉(AP)含量，測(cè)定方法參考張遨然等［9］和萬(wàn)海峰等［10］;測(cè)定排泄物樣品的 DM、GE，計(jì)算其表觀代謝能(AME)和TME;酶法測(cè)定代表性飼料樣品DM基礎(chǔ)的GE、DM、酶法干物質(zhì)水解率(EMDMD)、EHGE，測(cè)定方法參考文獻(xiàn)［3-4］。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)所用數(shù)據(jù)用SAS 9.0軟件的T檢驗(yàn)?zāi)K，對(duì)EHGE與TME進(jìn)行配對(duì)T檢驗(yàn)。采用SAS軟件中Corr程序進(jìn)行相關(guān)分析，以P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果

2.1 代表性稻谷樣品化學(xué)成分測(cè)定值

根據(jù)AP/AM不同，以平均值、平均值±SD、平均值±2SD選取的5個(gè)代表性稻谷樣品分別為湖北紅安稻谷、廣東湛江稻谷、湖北襄樊稻谷、湖北武漢稻谷、湖北黃陂稻谷。

由表2可知，所選代表性稻谷的DM平均值為(86.79±1.41)%，EE平均值為(2.65±1.71)%，NDF平均值為(15.79±3.04)%，CP平均值為(7.11±1.26)%，Ash平均值為(4.90±0.77)%，而中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)中稻谷營(yíng)養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)中DM 為86%，EE為1.6%，NDF為27.4%，CP為7.8%，Ash為4.6%。比較得出:本試驗(yàn)所選代表性稻谷樣品NDF較低，EE較高，其他營(yíng)養(yǎng)成分與中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)相比基本一致。原因可能是稻谷化學(xué)成分受品種和地點(diǎn)的影響較大。

表2 5種代表性稻谷樣品的化學(xué)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 2 Chemical composition of 5 representative rice samples(DM basis) %

2.2 代表性稻谷酶法測(cè)定結(jié)果

由表3可知，本試驗(yàn)中酶法干物質(zhì)水解率為(48.90±4.38)%，與中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)中稻谷DM為86%相比低很多，本試驗(yàn)所得EHGE為(7.36±0.82)MJ/kg，與中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)AME為14.31 MJ/kg、TME為15.65 MJ/kg相比也低很多，原因可能是分析方法不同所致。

表3 5種代表性稻谷樣品的EHGE(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 3 EHGE of 5 representative rice samples(DM basis)

2.3 稻谷化學(xué)成分與EHGE之間的相關(guān)關(guān)系分析

從表4中可以看出，稻谷的EHGE與不同稻谷化學(xué)成分中的CP呈一定的正相關(guān)(P=0.063 5)，相關(guān)系數(shù)為0.919 2;與Ash呈一定的正相關(guān)(P=0.110 7)，相關(guān)系數(shù)為0.859 3;與NDF呈一定的負(fù)相關(guān)(P=0.304 4)，相關(guān)系數(shù)為-0.618 5。由數(shù)據(jù)顯示，可將 CP、Ash、NDF分別作為稻谷樣品估測(cè)體外EHGE的最佳預(yù)測(cè)因子，建立冪函數(shù)非線性回歸數(shù)據(jù)模型。

表4 稻谷化學(xué)成分與EHGE之間的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficients between chemical composition and EHGE in rice

2.4 稻谷化學(xué)成分與EHGE之間的相關(guān)關(guān)系研究

對(duì)于稻谷，將EHGE作為Y，與EHGE相關(guān)性較強(qiáng)的 CP、Ash、NDF 依次定義為 X1、X2、X3，利用SAS 8.0軟件分析，可分別得到冪函數(shù)回歸預(yù)測(cè)方程，見表5。

表5 稻谷化學(xué)成分估測(cè)稻谷鴨EHGETable 5 Prediction of EHGE from chemical composition of rice in ducks

2.5 代表性稻谷樣品鴨TME測(cè)定值

由表6可知，由于中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)中缺少稻殼TME數(shù)據(jù)，所以無(wú)法直接比較，與其中糙米的TME 12.29 MJ/kg比較，本試驗(yàn)帶殼稻谷為13.15 MJ/kg，數(shù)值較高。與中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)里的中國(guó)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與飼料成分表稻谷的TME 15.65 MJ/kg相比，本試驗(yàn)的TME數(shù)據(jù)較低。本試驗(yàn)稻谷AME數(shù)據(jù)11.52 MJ/kg與中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)里的中國(guó)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與飼料成分表稻谷的14.31 MJ/kg相比較低，原因是稻谷粒不帶殼，而本試驗(yàn)所選稻谷均有殼。

表6 5種代表性稻谷樣品鴨TME和AME(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 6 TME and AME of 5 representative rice samples in ducks(air-dry basis)

2.6 用代表性稻谷化學(xué)成分預(yù)測(cè)鴨TME

將5種代表性稻谷粉碎過(guò)40目篩，后用分析天平準(zhǔn)確稱取60 g進(jìn)行排空強(qiáng)飼試驗(yàn)，得出5種稻谷的TME，然后將代表性稻谷化學(xué)成分值和其TME建立關(guān)系，得出表7中的關(guān)系式。由表7所示，DM與TME呈一定的負(fù)相關(guān)(P=0.103 2)，相關(guān)系數(shù)為-0.868 9;CP與TME呈一定的正相關(guān)(P=0.233 5)，相關(guān)系數(shù)為0.705 4。TME與DM可以建立相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性不大。

表7 稻谷化學(xué)成分與鴨TME之間的相關(guān)系數(shù)Table 7 Correlation coefficients between rice chemical composition and TME in ducks

2.7 代表性稻谷EHGE與鴨TME的關(guān)系

由表8得出，稻谷EHGE在一定程度上低于TME，但經(jīng) T檢驗(yàn)兩者之間差異不顯著(P＞0.05)。EHGE比 TME低4.24～7.59 MJ/kg，平均低5.79 MJ/kg，相當(dāng)于TME的56.0%。此結(jié)果與趙峰［2］定標(biāo)玉米得出的 EHGE低于 TME 1.63～2.69 MJ/kg，平均低 2.26 MJ/kg，相當(dāng)于TME的85.5%相比差別稍大，原因可能是趙峰［2］用的是定標(biāo)玉米，本試驗(yàn)用的是普通稻谷，且所選稻谷樣品較少。

稻谷EHGE與TME關(guān)系式為:y=-0.242 7x+14.934(R2=0.069 3，P=0.668 7)，稻谷EHGE預(yù)測(cè)TME的相關(guān)系數(shù)低，說(shuō)明本試驗(yàn)中酶法不可以有效預(yù)測(cè)稻谷樣品TME，但本試驗(yàn)所選樣品少，需要進(jìn)一步驗(yàn)證此結(jié)論。

表8 5種代表性稻谷樣品EHGE與鴨TME的T檢驗(yàn)結(jié)果Table 8 T-test result of EHGE and TME of 5 representative rice samples in ducks MJ/kg

3 討論

3.1 國(guó)內(nèi)外報(bào)道的家禽稻谷TME的比較分析

國(guó)內(nèi)外報(bào)道的家禽稻谷TME的比較見表9，可知其結(jié)果并不一致。本試驗(yàn)用肉鴨測(cè)定5種代表性稻谷的 TME，實(shí)測(cè)值為 12.60～14.19 MJ/kg，AME 為10.43～12.56 MJ/kg，與陳朝江等［11］測(cè)定的北京鴨、宋代軍等［12］測(cè)定的天府肉鴨的TME和AME相一致，高于盛東峰等［13-14］測(cè)定的揚(yáng)州鵝的 TME，低于 King等［15］測(cè)定的北京鴨的TME和 AME，低于 Hullar等［16］測(cè)定的紅稻谷、白稻谷AME。歸其原因可能是稻谷品種、稻谷來(lái)源、受試動(dòng)物、測(cè)定方法、測(cè)定條件不同所致。

家禽消化道狀況有所不同，例如雞有嗉囊而鴨沒有嗉囊，但以前的學(xué)者經(jīng)常用雞的代謝能值作為鴨配方的選取標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為雞鴨在飼料營(yíng)養(yǎng)利用上相似。宋代軍等［12，17］選取了36羽天府公肉鴨、36羽艾維茵肉雞，體重為(2.50±0.15)kg作為試驗(yàn)動(dòng)物，得出雞的AME和鴨的AME基本一致，但雞的TME高于鴨的TME。說(shuō)明雞鴨代謝能值有所不同，配方時(shí)應(yīng)該區(qū)別選用。

表9 國(guó)內(nèi)外報(bào)道的家禽稻谷TME的比較Table 9 Comparison of reports on TME of rice in poultry at home and abroadMJ/kg

3.2 化學(xué)成分預(yù)測(cè)TME與酶法測(cè)值預(yù)測(cè)肉鴨TME的比較分析

用飼料化學(xué)成分估測(cè)動(dòng)物有效能是一種快速、簡(jiǎn)便的方法。田少彬［18］利用纖維因子在豬上預(yù)測(cè)過(guò)糟渣、糠麩類副產(chǎn)品飼料的消化能值，結(jié)果為NDF、消化能之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，宋代軍等［12］得出，ADF是鴨TME的最佳預(yù)測(cè)因子，并且以ADF結(jié)合GE、Ash、EE、CP建立的方程預(yù)測(cè)飼料的代謝能最為理想，這與本試驗(yàn)所得結(jié)果相一致。但由于不同產(chǎn)地、不同品種稻谷中TS、AM、AP的含量不同，并且其所含淀粉的化學(xué)、物理性質(zhì)也不同，所以影響淀粉和能量之間的相關(guān)關(guān)系;而且，由于本試驗(yàn)中稻谷為帶殼稻谷，而稻殼中纖維含量高，從而影響到淀粉在稻谷中的含量，以及淀粉和能量之間的關(guān)系。同樣張欣欣［19］在鴨上的試驗(yàn)得出結(jié)論:飼料的纖維組分與鴨飼料的TME呈極強(qiáng)的負(fù)相關(guān)，各纖維成分間相關(guān)性很強(qiáng)，但本試驗(yàn)NDF與TME相關(guān)性較差，主要是受本試驗(yàn)檢測(cè)NDF條件所限。因此，常用飼料原料化學(xué)成分可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)飼料有效能值［20-21］。但化學(xué)分析法所測(cè)得的飼料養(yǎng)分與動(dòng)物消化吸收養(yǎng)分間存在很大差異，不足以準(zhǔn)確反映飼料的實(shí)際營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。所以，很有必要建立一種簡(jiǎn)單、快速、科學(xué)、動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)室方法對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)定，而酶法符合上述特點(diǎn)?；诖?，有研究者做了化學(xué)成分和生物學(xué)法、酶法營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率關(guān)系的試驗(yàn)，李輝等［22］用仿生消化系統(tǒng)測(cè)定的鴨飼料原料代謝能中玉米的 TME為 14.30 MJ/kg，小麥麩為8.64 MJ/kg，本試驗(yàn)中稻谷平均TME為13.15 MJ/kg，與李輝等［22］結(jié)果相比不同，原因是谷物籽實(shí)類飼料原料中玉米有效能值較稻谷高，而小麥的有效能值較稻谷低。趙峰等［3-4］對(duì)30個(gè)定標(biāo)模擬玉米的EHGE與AME排空強(qiáng)飼法測(cè)值相比，平均低1.16 MJ/kg，比TME排空強(qiáng)飼法測(cè)值平均低2.26 MJ/kg，EHGE與排空強(qiáng)飼法AME相關(guān)系數(shù)為0.936，與TME相關(guān)系數(shù)為0.938，所以得出可由酶法預(yù)測(cè)鴨玉米生物學(xué)法代謝能，且優(yōu)于化學(xué)分析法。本試驗(yàn)稻谷樣品EHGE與其相比低，原因首先是其所選取的典型飼糧為定標(biāo)玉米，而玉米本身有效能值高于稻谷;其次，試驗(yàn)中酶的活性等因素也影響結(jié)果;最后，本試驗(yàn)稻谷樣品帶殼，纖維組分多，從而使EHGE偏低。

3.3 飼料化學(xué)成分與酶法測(cè)值的相關(guān)關(guān)系分析

酶法試驗(yàn)相當(dāng)于體外測(cè)定飼料消化能的技術(shù)，將測(cè)得的化學(xué)成分與EHGE建立非線性相關(guān)關(guān)系，回歸方程分別為:EHGE=6.725 5CP0.0462(P ＜0.01)、EHGE=3.977 5Ash0.3893(P ＜0.01)、EHGE=6.168 9NDF0.0643(P＜0.01)，即3種化學(xué)成分測(cè)定值與EHGE有極顯著的回歸關(guān)系，可以很好地預(yù)測(cè)EHGE。賀建華等［23］得出化學(xué)成分預(yù)測(cè)稻谷消化能的回歸方程為DE=158EE+84.3NFE-3 172.8，張子儀等［24］研究可知，估測(cè)方法比借用消化率值預(yù)測(cè)消化能更優(yōu)。曾福海等［25］研究了用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(NM)和非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(NNM)預(yù)測(cè)棉籽粕消化能的關(guān)系，得出消化能與EE、CP、Ash 沒有顯著相關(guān)性(|r|≤0.51，P ＞0.05)，與 CF呈高度負(fù)相關(guān)(r=-0.98，P＜0.01)，與 NDF呈高度負(fù)相關(guān)(r=-0.95，P＜0.01)，與 ADF呈高度負(fù)相關(guān)(r=-0.97，P＜0.01)，與GE呈高度正相關(guān)(r=0.99，P＜0.01)。大多研究所得為NDF為預(yù)測(cè)消化能的常用指標(biāo)，本試驗(yàn)中可知NDF也可有效預(yù)測(cè)EHGE，這與前人研究相一致，但兩者相關(guān)性不顯著;與前人研究也稍有不同，如本試驗(yàn)所得CP與EHGE的相關(guān)性最好，歸其原因是EHGE體外測(cè)定時(shí)采用的酶類物質(zhì)大多為蛋白水解酶，所以蛋白質(zhì)降解率最高，從而得出兩者的相關(guān)性較高，從而得出較好的預(yù)測(cè)方程。

4 結(jié)論

①代表性稻谷樣品的化學(xué)成分中CP與EHGE呈一定的正相關(guān)，Ash與EHGE呈一定的正相關(guān)，NDF與EHGE呈一定的負(fù)相關(guān)，回歸方程分別為:EHGE=6.725 5CP0.0462(P ＜0.01)、EHGE=3.977 5Ash0.3893(P ＜0.01)、EHGE=6.168 9NDF0.0643(P＜0.01)，即3種化學(xué)成分測(cè)定值與EHGE回歸關(guān)系極顯著，可以很好地預(yù)測(cè)EHGE，說(shuō)明用化學(xué)成分測(cè)定方法可以有效快捷地預(yù)測(cè)稻谷酶法。

②稻谷整體趨勢(shì)EHGE比AME低，AME比TME低，EHGE低于玉米TME，EHGE和TME之間差異不顯著。稻谷EHGE與TME為負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 -0.243 2，建立關(guān)系式為 y=-0.242 7x+14.934(R2=0.069 3)，稻谷 EHGE預(yù)測(cè)TME值決定系數(shù)低，說(shuō)明酶法不可以有效預(yù)測(cè)稻谷樣品，但本試驗(yàn)所選樣品少，需要進(jìn)一步驗(yàn)證此結(jié)論。

③總體得出:稻谷化學(xué)成分可以很好預(yù)測(cè)EHGE，預(yù)測(cè)鴨TME也可以得到較好結(jié)果，但稻谷EHGE與鴨TME相關(guān)性不顯著。

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